Грузозахватные устройства для штучных грузов

Классификация ГЗУ для штучных грузов

Классификация грузозахватных устройств для выполнения грузотехнологических операций с помощью кранов приведена на рис. 9.1.

Кроме этого, ГЗУ различают:

· По способу управления: с ручным, автоматическим и дистанционным управлением;

· По способу поворота: неповоротные, свободноповоротные и принудительноповоротные.

Устройства для принудительного вращения захватов

Принудительное вращение захватов обеспечивает повышение производительности кранов, удобство складских и монтажных работ, сокращение тяжелого и опасного ручного труда, особенно при работах на высоте.

Рис. 9.2 Механизм поворота гака крана

Рис. 9.3 Траверса для длинномерных грузов с поворотным ГЗУ	Рис. 9.4 Ориентация груза канатной тягой

Строповые ГЗУ

Наибольшее распространение получили строповые ГЗУ с крюками. Используемые канатные стропы имеют различные разновидности (УСК1; УСК2; 2СК; 3СК; 1СК) (рис.9.5) на которых имеются концевые крепления, коуши, подвески и крюки [Ивашков]. Строповка осуществляется за приварные обуха, реже – за рым-болты на приварных бонках. Для этого применяют стропы с прямолинейными ветвями: одноветвевые 1СК с петлей на коуше на одном конце и чалочным крюком с предохранительным концом на другом.

а	б	в	г	д
Рис. 9.5. Стропы канатные: а) 1СК; б) УСК1; в) 4СК; г) 2СК; д) 3СК

Надежное крепление строп и ежегодное их освидетельствование предупреждает возможные несчастные случаи и аварии при их обрыве.

Для транспортировки изделий относительно небольшого веса применяют универсальные стропы, обхватывающие груз.

Рис. 9.6 Штырьево-строповые ГЗУ со штырьевым устройством: а – отдельным от заякоривающего валика; б – совмещенным с ним

В штырьево-строповых ГЗУ (рис. 9.6) для захвата груза используется кольцевой тросовый строп 1, а штырьевое устройство (штырьевой замок) используется как вспомогательное для удобной расстроповки на высоте. Замок представляет собой каркас, в котором закреплены заякоривающий валик 2 и подвижный штырь 3, 4.

Траверсы (рис. 9.7) применяют при перемещении габаритных и длинномерных грузов для уменьшения их деформаций или при необходимости сократить высоту строповки.

Траверсы бывают линейные и пространственные, с подъемом за центр и за края, а также простые и балансирные.

Рис. 9.7. Траверсы

Захватные ГЗУ

Захватные ГЗУ широко распространены в машиностроении и строительстве. В судостроении имеют ограниченное применение, в основном, для перемещения контейнеров или однотипных деталей.

Штырьевые ГЗУ представляют из себя П-образную обойму, в нижней части боковин которой выполнены отверстия под штырь. Эти захваты узко специализированы и предназначены для перемещения и кантовки изделий (в основном, металлических и железобетонных колонн), которые снабжены специальным отверстием для штыря.
Рис. 9.8 Штырьевой захват для тавра с тонкой стенкой

Вилочные (лапчатые горизонтально-поворотные) ГЗУ (рис. 9.9) служат для перемещения грузов, уложенных на подкладки (чтобы иметь возможность подвести под груз вилы), или имеющих полости. Одиночные вилочные ГЗУ можно использовать только в том случае, когда центр тяжести груза находится ниже вил.

Для предотвращения самопроизвольного спадания груза целесообразно точку подвеса размещать так, чтобы ненагруженное ГЗУ имела наклон вперед (рис. 9.10), для удобства заведения вил, а нагруженное ГЗУ имело наклон назад, в сторону спинки для обеспечения устойчивости положения груза.

Рис. 9.9 Вилочные захваты: а, б – одиночные; в, г – сдвоенные; д – счетверенные на траверсе для длинномерных грузов; е – схема нагружения
Рис. 9.10 Схема подъема груза вилочным захватом	Рис. 9.11 Вилочный захват, управляемый отдельным подъемным механизмом
Рис. 9.12 Вилочный захват с полуавтоматическими поворотными вилами

Использование кранового вилочного захвата упрощается при наличии на кране двух механизмов подъема (рис. 9.11).

На рисунке 9.12 показан вилочный захват с полуавтоматическими поворотными вилами

Вертикально-поворотные лапчатые ГЗУ используются для работы с пакетированными грузами, уложенных на подставки.

Рис. 9.13 Вертикально-поворотные лапчатые захваты: а – бесприводной; б – приводной

На рисунке 9.13а представлен захват, у которого поворот лап 1 осуществляется коническими передачами 2 автоматически при подъеме головки захвата 3.

Привод лап захвата, показанного на рисунке 9.13б, осуществляется от одного электродвигателя, чтобы обеспечить синхронность вращения всех лап. Для поворота лап можно использовать также гидротолкатели; насос и все гидрооборудование следует размещать на траверсе с приводом насоса от электродвигателя, с тем, чтобы траверса была связана с кабиной только электропроводами.

На рисунке 9.14 показан такой захват для перемещения труб большого диаметра.

Рис. 9.14 Вертикально-поворотный лапчатый захват для труб

Клещевые (рычажные) ГЗУ выполняются как рычажные системы в виде ножниц, имеющих специальные выступы для охвата груза или его выступающих элементов. Для удержания клещевого захвата в раскрытом положении с целью свободной посадки его на груз, применяются защелки, связывающие рычаги захвата между собой и управляемые вручную или автоматически при упоре захвата в груз.

Рис. 9.15 Клещевые захваты: а – сдвоенный на траверсе для балок; б – для рельсов; в – для бочек с торцевой закраиной; г – для труб, валов и т.п.; д – для бетонных блоков; е – с защелкой, для фиксации рычагов в открытом положении; ж – для бетонных балок

Клещевые захваты являются узкоспециализированными и могут захватывать груз только определенной формы и в узком диапазоне толщин. К достоинствам следует отнести надежность удержания при минимальном риске повреждения груза.

В последнее время хорошо зарекомендовали себя фрикционные ГЗУ для перемещения, как отдельных деталей, так и конструкций значительного веса.

Принцип их работы – удержание груза за счет сил трения. К достоинствам следует отнести возможность перемещения груза, не имеющего выступов, относительная универсальность применения, довольно широкий диапазон форм и размеров груза. Недостатками является необходимость создания большого усилия для зажатия груза, и, как следствие, риск повреждения поверхности груза.

Главная проблема при проектировании и применении фрикционных ГЗУ – это определение коэффициента трения (взаимодействия) между контактными элементами и поверхностью груза. От его величины зависит необходимая сила зажатия. При завышении коэффициента трения силы трения будут недостаточными, что может привести к срыву груза, при занижении – сила зажатия будет больше необходимого, что чревато повреждением груза. Поэтому фрикционные ГЗУ обычно рассчитывают на строго определенный материал груза.

Одним из важных элементов ГЗУ являются контактные элементы, которые должны обеспечивать максимальный коэффициент трения (взаимодействия). Предпочтительнее их выполнять с насечкой, но для грузов из хрупких материалов или со специально обработанной поверхностью применяют гладкие контактные элементы.

Фрикционные ГЗУ бывают рычажные, винтовые и эксцентриковые.

Рычажные фрикционные захваты (рис. 9.16, 9.17) могут удерживать груз больших размеров, чаще всего их используют в строительстве для перемещения железобетонных изделий.

а	б
Рис. 9.16 Рычажные фрикционные захваты: а – со стягиваемой рычажной системой; б – с распорной рычажной системой
Рис. 9.17 Рычажные фрикционные захваты с дистанционным управлением: а – при помощи вспомогательного подъемного механизма; б – при помощи бесприводной лебедки

Винтовые и эксцентриковые фрикционные захваты (рис. 9.18) применяются для перемещения стальных деталей, в основном – листовой, реже профильный прокат. Особенно перспективно более широкое применение их в судостроении. Имеется опыт перемещения с их помощью не только отдельных деталей и узлов, но и секций. Возможно использование винтовых ГЗУ для кантовки изделий.

а	б
Рис. 9.18 Винтовой (а) и эксцентриковый (б) захваты

Рис. 9.19 Эксцентриковые захваты

Притягивающие ГЗУ

Магнитные ГЗУ (рис. 9.20) могут быть оборудованы постоянными магнитами и электромагнитами. Они устанавливаются на деталях только из ферромагнитных сплавов. Удерживающая сила, создаваемая магнитом, зависит от величины его магнитной индукции. Наибольшей удерживающей силой обладают магниты из магнитопласта Nd-Fe-B [Арзамасова, Золоторевский]

Рис.9.20 Магнитное ГЗУ	Рис.9.21 Электромагнитный захват для труб с предохранительным устройством

Достоинства магнитных ГЗУ:

· устанавливаются на поверхность любой формы;

· простота эксплуатации, быстросъемность.

Недостатки магнитных ГЗУ:

· удерживающая сила зависит от толщины детали, на которую устанавливается захват;

· намагничивание перемещаемого изделия;

· небольшой угол приложения рабочей нагрузки;

· электромагниты требуют источника питания;

· захват может быть установлен только на изделии из ферромагнитных сплавов;

· ограниченный диапазон грузоподъемности до 5 тонн.

ВакуумныеГЗУ (рис.9.22) бывают: насосные, эжекторные и безнасосные (рис. 24).

Принцип действия вакуумных захватов заключается в том, что в установленной на поверхности детали камере с упругим бортом, создается разряжение, и под действием атмосферного давления создается сила взаимодействия между ГЗУ и захватываемой деталью.

Достоинства вакуумных ГЗУ:

· удобство, быстрота захвата и освобождения захватываемых деталей;

· сохранность поверхности захватываемых деталей.

Недостатки вакуумных ГЗУ:

· ограниченный диапазон грузоподъемности до 5 тонн;

· большой размер и вес захвата;

· определенная геометрия и шероховатость захватываемых поверхностей;

· наличие дополнительного вспомогательного оборудования.

Рис. 9.22 Вакуумное ГЗУ	Рис. 9.23 Устройство вакуумного захвата

Вакуумные ГЗУ применяются для перемещения деталей и узлов с очищенными поверхностями, в основном – листы небольшой толщины, используются на складах металла и заготовительных участках.

Рис. 9.26 Вакуумный захват для перемещения бетонных труб	Рис. 9.27 Вакуумный захват для гофрированных листов

Рис. 9.24 Принципиальная схема работы вакуумных ГЗУ: а – насосных; б – эжекторных; в – безнасосных

Рис. 9.25 Типы уплотнений вакуумных захватов